Le retour sur la Lune a été le rêve fébrile de nombreux scientifiques et astronautes. Depuis que le programme Apollo a culminé avec les premiers astronautes posant le pied sur la Lune le 20 juillet 1969, nous avons cherché des moyens de retourner sur la Lune… et d'y rester. Pendant ce temps, plusieurs propositions ont été rédigées et examinées. Mais dans tous les cas, ces plans ont échoué, malgré les paroles courageuses et les promesses audacieuses faites.
Cependant, lors d'un atelier qui a eu lieu en août 2014, des représentants de la NASA ont rencontré le généticien de Harvard George Church, Peter Diamandis de la X Prize Foundation et d'autres parties investies dans l'exploration spatiale pour discuter des options à faible coût pour retourner sur la Lune. Ces documents, récemment publiés dans un numéro spécial de Nouvel espace, décrivent comment une colonie pourrait être construite sur la Lune d'ici 2022, et pour un coût relativement faible de 10 milliards de dollars.
En termes simples, il existe de nombreux avantages à établir une base sur la Lune. En plus de fournir des stations de ravitaillement qui élimineraient des milliards de futures missions spatiales - en particulier vers Mars, qui sont prévues pour les années 2030 -, elles offriraient des opportunités uniques pour la recherche scientifique et l'essai de nouvelles technologies. Mais les plans pour en construire un ont toujours été entravés par deux hypothèses clés.
La première est que le financement est le plus grand obstacle à surmonter, ce qui est compréhensible compte tenu des 50 dernières années de coûts de mission spatiale. Pour mettre les choses en perspective, le programme Apollo coûterait aux contribuables environ 150 milliards de dollars en dollars d'aujourd'hui. Parallèlement, le budget annuel de la NASA pour 2015 était d’environ 18 milliards de dollars, tandis que celui de 2016 devrait atteindre 19,3 milliards de dollars. À une époque où l'exploration spatiale n'est pas une question de sécurité nationale, l'argent est certainement plus rare.
La deuxième hypothèse est qu'un mandat présidentiel pour «retourner sur la Lune pour rester» est tout ce qui est nécessaire pour surmonter ce problème et mettre à disposition les budgets nécessaires. Mais malgré des tentatives répétées, aucun mandat pour une exploration lunaire ou spatiale renouvelée n'a résolu le problème. En bref, l'exploration spatiale est entravée par la pensée conventionnelle qui suppose que des budgets massifs sont nécessaires et que les administrations doivent simplement les rendre disponibles.
En vérité, un certain nombre de progrès réalisés ces dernières années permettent des missions qui coûteraient beaucoup moins cher. Cela, et comment une base lunaire pourrait être un avantage pour l'exploration spatiale et l'humanité, ont été les sujets de discussion lors de l'atelier de 2014. En tant qu'astrobiologiste de la NASA Chris McKay - qui a édité le Nouvel espace série de revues - a déclaré à Space Magazine par e-mail, l'un des principaux avantages d'une base rentable sur la Lune est qu'elle amènera d'autres missions dans le domaine de l'accessibilité.
"Je suis intéressé par une base de recherche à long terme sur Mars - pas seulement un atterrissage humain à court terme", a-t-il déclaré. «L'établissement d'une base de recherche sur la Lune montre que nous savons comment le faire et que nous pouvons le faire de manière durable. Nous devons nous éloigner de la situation actuelle où les coûts sont si élevés qu'une base sur la Lune, une mission humaine sur Mars et une mission humaine sur un astéroïde s'excluent mutuellement. Si nous pouvons réduire les coûts de 10 fois ou plus, nous pouvons tous les faire. »
Au cœur de cela, plusieurs changements clés ont eu lieu au cours de la dernière décennie. Il s'agit notamment du développement de l'activité de lancement spatial, qui a conduit à une réduction globale du coût des lancements individuels. L'émergence de l'industrie NewSpace - c'est-à-dire un terme général pour diverses entreprises aérospatiales commerciales privées - en est un autre, qui a pris des avancées technologiques récentes et trouvé des applications pour elles dans l'espace.
Selon McKay, ces développements technologiques et d'autres aideront à résoudre le problème budgétaire. «Au-delà des coûts de lancement, la clé pour faire baisser les coûts d'une base sur la Lune est d'utiliser les technologies de développement durable développées sur Terre. Mes exemples préférés sont l'impression 3D, les voitures électriques, les robots autonomes et les toilettes à recyclage (comme les toilettes à déviation bleue). »
Alexandra Hall, ancienne directrice principale de la Fondation X Prize et l'un des principaux auteurs de la série, a également exprimé l'importance des technologies émergentes pour rendre cette base lunaire fonctionnelle. Comme elle l'a dit à Space Magazine par e-mail, ceux-ci auront des avantages importants ici sur Terre, en particulier dans les décennies à venir où l'augmentation de la population coïncidera avec la diminution des ressources.
«Les progrès de la survie et de la vie en boucle fermée nécessaires pour maintenir la vie pendant de longues périodes sur la Lune fourniront sans aucun doute des retombées positives qui profitent à la fois à l'environnement et à notre capacité à vivre avec le changement climatique et la diminution des ressources», a-t-elle déclaré. «Si nous pouvons comprendre comment construire des structures avec ce qui se trouve déjà sur la Lune, nous pouvons utiliser cette technologie pour nous aider à créer des infrastructures et des solutions d’abri à partir de matériaux in situ sur Terre. Si nous pouvons utiliser de la pierre qui se trouve juste là, nous pourrons peut-être éviter d'expédier de l'asphalte et des briques à travers le monde! »
Un autre aspect important pour rendre une base lunaire rentable était le potentiel de partenariats internationaux, ainsi que ceux entre les secteurs privé et public. Comme Hall l'a expliqué:
«Bien qu'il y aura des marchés commerciaux pour les fruits éventuels de nos efforts d'exploration lunaire, les marchés initiaux seront probablement dominés par les gouvernements. Le secteur privé est le mieux placé pour réagir de manière à fournir des solutions rentables et compétitives lorsque les gouvernements spécifient et s'engagent à des objectifs d'exploration à long terme. Je crois qu'une victoire de Google Lunar XPRIZE débusquera d'autres partenaires privés et commerciaux pour avoir recherché un règlement permanent sur la Lune, ce qui pourrait éclipser la nécessité d'une participation importante du gouvernement. Une fois qu'une petite entreprise démontre qu'il est réellement possible d'aller sur la Lune et d'être productif, cela permet à d'autres de commencer à planifier de nouvelles activités et de nouveaux efforts. »
Quant à savoir où cette base ira et ce qu'elle fera, cela est décrit dans l'article de préface, «Vers un règlement lunaire à faible coût». En substance, la base lunaire proposée existerait à l'un des pôles et serait calquée sur la station antarctique américaine au pôle Sud. Il serait exploité par la NASA ou un consortium international et abriterait une équipe d'environ 10 personnes, un mélange de personnel et de scientifiques sur le terrain qui seraient renouvelés trois fois par an.
Les activités sur la base, qui seraient assistées par des appareils robotiques autonomes et télécommandés, seraient axées sur le soutien à la recherche sur le terrain, principalement par des étudiants diplômés effectuant un travail de thèse. Une autre activité clé pour les résidents serait de tester des technologies et des précédents de programme qui pourraient être mis à profit sur Mars, où la NASA espère envoyer des astronautes dans les prochaines décennies.
Plusieurs fois dans la série, il est souligné que cela peut être fait pour le coût relativement faible de 10 milliards de dollars. Ces évaluations globales sont décrites dans le document intitulé «Un résumé de l'évaluation économique et de l'analyse des systèmes d'une architecture lunaire évolutive qui tire parti des capacités de l'espace commercial et du partenaire public-privé». Comme il conclut:
«Sur la base de l'expérience des récentes innovations du programme de la NASA, comme le programme COTS, un retour humain sur la Lune peut ne pas être aussi cher qu'on le pensait auparavant. Les États-Unis pourraient entraîner un retour des humains à la surface de la Lune dans un délai de 5 à 7 ans à compter de l'autorisation de procéder à un coût total estimé à environ 10 milliards de dollars (–30%) pour deux prestataires de services commerciaux indépendants et concurrents, ou environ 5 milliards de dollars pour chaque fournisseur, en utilisant des méthodes de partenariat. "
Les autres questions abordées dans la série sont l'emplacement de la base et la nature de ses systèmes de survie. Dans l'article intitulé «Sélection du site pour l'industrialisation lunaire, le développement économique et la colonisation», il est fait référence à une base située dans la région polaire nord ou sud. Écrit par Dennis Whigo, fondateur et PDG de Skycorp, l'article identifie deux sites potentiels pour une base lunaire, en utilisant des paramètres d'entrée développés en consultation avec des investisseurs en capital-risque.
Il s'agit notamment des problèmes de disponibilité de l'énergie, des communications à faible coût sur de vastes zones, de la disponibilité possible d'eau (ou de molécules à base d'hydrogène) et d'autres ressources, et de la mobilité de surface. Selon ces évaluations, la région polaire du nord est un bon emplacement en raison de son large accès à l'énergie solaire. Le pôle sud est également identifié comme site potentiel (en particulier dans le cratère Shackleton) en raison de la présence de glace d'eau.
Dernier point, mais non le moindre, la série explore la question des opportunités économiques qui pourraient avoir des avantages considérables pour les gens ici sur Terre. Le plus important d'entre eux est le potentiel de création d'énergie solaire spatiale (SSP), un concept qui a été exploré comme une solution possible à la dépendance de l'humanité aux combustibles fossiles et aux limites de l'énergie solaire terrestre.
Alors que les capteurs solaires basés sur la Terre sont limités par les phénomènes météorologiques (c'est-à-dire les conditions météorologiques) et le cycle diurne de la Terre (nuit et jour), les capteurs solaires placés en orbite seraient en mesure de collecter l'énergie du soleil 24 heures sur 24. Cependant, les problèmes de lancement et de coûts de transmission d'énergie sans fil rendent cette option financièrement peu attrayante.
Mais comme indiqué dans «Lunar-Based Self-Replicating Solar Factory», l'établissement d'une usine sur la Lune pourrait réduire les coûts d'un facteur quatre. Cette usine pourrait construire des satellites d'énergie solaire à partir de matériaux lunaires, en utilisant un système d'auto-réplication (SRS) capable de construire des répliques d'elle-même, puis de les déployer en orbite terrestre géostationnaire via un accélérateur électromagnétique linéaire (aka. Mass Driver).
Un thème dominant de la série est de savoir comment une base lunaire présenterait des opportunités de coopération, à la fois entre les secteurs privé et public et les différentes nations. L’ISS est utilisé à plusieurs reprises à titre d’exemple, qui a grandement bénéficié au cours de la dernière décennie de programmes tels que les services commerciaux de transport orbital (COTS) de la NASA - qui ont très bien réussi à acquérir un service de transport rentable vers la station.
Il est donc compréhensible que la NASA et les entreprises qui ont bénéficié de COTS souhaitent étendre ce modèle à la Lune - dans ce que l'on appelle souvent le programme Lunar Commercial Orbital Transfer Services (LCOTS). En plus d'établir une présence humaine sur la Lune, cette entreprise est entreprise en sachant qu'elle poussera également le développement de technologies et de capacités qui pourraient conduire à un prix abordable pour Mars dans les années à venir.
C'est certainement une idée passionnante: retourner sur la Lune et jeter les bases d'une installation humaine permanente là-bas. Il est également passionnant, vu dans le contexte plus large de l'exploration spatiale, de savoir comment une base sur la Lune nous aidera à aller plus loin dans l'espace. À Mars, à la ceinture d'astéroïdes, peut-être au système solaire extérieur et au-delà.
Et à chaque étape, les possibilités d'utilisation des ressources et de recherche scientifique se développeront en conséquence. Cela peut ressembler à des rêves; mais là encore, l'idée de mettre un homme sur la Lune aussi avant la fin des années 60. S'il y a une chose que cette expérience particulière nous a apprise, c'est que poser le pied sur un autre monde laisse des empreintes durables!
